L'elicottero su Marte sta viaggiando verso il Pianeta Rosso quest'estate con il rover Perseverance della NASA. L'ingegnere capo dell'elicottero, Bob Balaram, condivide la saga di come è nato.

Anche prima che questo intervistatore possa finire la domanda, "Qualcuno ti ha mai detto che era un'idea folle?" Bob Balaram interviene:"Tutti. Sempre."

Questa "idea pazza" è l'elicottero su Marte, attualmente al Kennedy Space Center in attesa di fare l'autostop per il Pianeta Rosso sul rover Mars Perseverance questa estate.

Sebbene Balaram probabilmente non lo sapesse all'epoca, il seme di un'idea come questa è germogliato per lui nell'era Apollo degli anni '60, durante la sua infanzia nel sud dell'India. Suo zio ha scritto al consolato degli Stati Uniti, chiedendo informazioni sulla NASA e l'esplorazione dello spazio. La busta rigonfia che hanno mandato indietro, ripieni di libretti lucidi, incantato il giovane Bob. Il suo interesse per lo spazio è stato ulteriormente stimolato ascoltando lo sbarco sulla Luna alla radio. "L'ho divorato, " dice. "Molto prima di Internet, gli Stati Uniti hanno avuto un buon raggio d'azione. Hai avuto i miei occhi".

Il suo cervello attivo e la sua fertile immaginazione si concentrarono sull'ottenere un'istruzione, che lo avrebbe portato a una laurea in ingegneria meccanica presso l'Indian Institute of Technology, un master e un dottorato di ricerca in ingegneria informatica e dei sistemi presso il Rensselaer Polytechnic Institute, e una carriera al Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. È lì che è rimasto per 35 anni come tecnologo della robotica.

La carriera di Balaram ha abbracciato braccia robotiche, primi rover su Marte, tecnologia per una missione immaginaria in mongolfiera per esplorare Venere e un periodo di guida per l'ingresso al Mars Science Laboratory, software di simulazione di discesa e atterraggio.

Tagliare gli ostacoli, La burocrazia e l'atmosfera marziana

Come per molte idee innovative, ci è voluto un villaggio per realizzare l'elicottero. Negli anni '90, Balaram ha partecipato a una conferenza professionale, dove il professore di Stanford Ilan Kroo ha parlato di un "mesicottero, " un veicolo aereo in miniatura per applicazioni terrestri che è stato finanziato come proposta della NASA Innovative Advanced Concepts.

Ciò ha portato Balaram a pensare di usarne uno su Marte. Ha suggerito una proposta congiunta con Stanford per la presentazione di un annuncio di ricerca della NASA e ha reclutato AeroVironment, una piccola azienda in Simi Valley, California. La proposta ha ottenuto recensioni favorevoli, e sebbene non fosse stato selezionato per il finanziamento in quel momento, ha prodotto un test del rotore a lama in condizioni di Marte al JPL. Oltre a quello, l'idea "seduta su uno scaffale" per 15 anni.

Avanti veloce a una conferenza in cui l'Università della Pennsylvania ha presentato l'uso di droni ed elicotteri. Carlo Elachi, poi direttore del JPL, partecipato a quella sessione. Quando tornò al JPL, ha chiesto se qualcosa del genere potesse essere usato su Marte. Un collega di Balaram ha menzionato il suo precedente lavoro in quell'area di ricerca. Balaram ha rispolverato quella proposta, ed Elachi gli ha chiesto di scriverne uno nuovo per la chiamata competitiva per i payload dell'indagine Mars 2020. Questo ha accelerato il processo di sviluppo di un concetto.

Balaram e il suo team avevano otto settimane per presentare una proposta. Lavorando giorno e notte, rispettarono la scadenza con due settimane di anticipo.

Sebbene l'idea dell'elicottero non sia stata scelta come strumento, è stato finanziato per lo sviluppo tecnologico e la riduzione del rischio. Mimi Aung è diventata project manager di Mars Helicopter, e dopo che il team ha lavorato sulla riduzione del rischio, La NASA ha deciso di finanziare l'elicottero per il volo come dimostrazione tecnologica.

Costruire e testare una bestia

Quindi è arrivata la realtà:come si costruisce effettivamente un elicottero per volare su Marte e farlo funzionare?

Non è un'impresa facile. Balaram lo descrive come una tela perfettamente bianca, ma con restrizioni. Il suo background di fisica lo ha aiutato a immaginare di volare su Marte, un pianeta con un'atmosfera densa solo all'1% di quella terrestre. Lo paragona a volare sulla Terra a 100, 000 piedi (30, 500 metri) di altitudine, circa sette volte superiore a quella che può volare un tipico elicottero terrestre. Un'altra sfida era che l'elicottero poteva trasportare solo pochi chilogrammi, compreso il peso delle batterie e una radio per le comunicazioni. "Non puoi semplicemente gettare massa su di esso, perché aveva bisogno di volare, " lui dice.

Balaram si rese conto che era come costruire un nuovo tipo di aeroplano che si dà il caso che sia un'astronave. E poiché è un "passeggero" in missione di punta, lui dice, "dobbiamo garantire al 100% che sarà sicuro."

Il risultato finale:un elicottero da 4 libbre (1,8 chilogrammi) con due paia di pale controrotanti leggere:una coppia superiore e una inferiore, per tagliare l'atmosfera marziana. Ogni coppia di lame ha un diametro di 4 piedi (1,2 metri).

Una volta costruito, Balaram dice, la domanda era, "Come si fa a testare questa bestia? Non c'è nessun libro che dice come." Poiché non esiste un luogo facilmente accessibile sulla Terra con un'atmosfera sottile come quella su Marte, hanno eseguito test in una camera a vuoto e nella camera di simulazione spaziale di 25 piedi al JPL.

Circa due mesi e mezzo dopo l'atterraggio al cratere Jezero, il team di Mars Helicopter avrà una finestra di circa 30 giorni per eseguire una dimostrazione tecnologica nell'ambiente reale del pianeta, a partire da una serie di controlli sui veicoli, seguiti da tentativi di primi voli in assoluto nella sottilissima atmosfera marziana.

Nonostante i migliori sforzi e i migliori test disponibili sulla Terra, questo è ad alto rischio, dimostrazione di tecnologia ad alta ricompensa, con Balaram che dice francamente, "Potremmo fallire."

Ma se questa "idea pazza" avrà successo su Marte, sarà quello che Balaram descrive come "una specie di momento dei fratelli Wright su un altro pianeta":la prima volta che un aereo a motore volerà su Marte, o qualsiasi pianeta oltre alla Terra, per questo motivo. Questa potenziale svolta potrebbe aiutare a spianare la strada a veicoli futuri che amplieranno il portafoglio di veicoli della NASA per esplorare altri mondi.

E in parte perché ci sono state così tante sfide lungo la strada, è una testimonianza della dedizione, visione, la persistenza e l'atteggiamento di Balaram e dei suoi colleghi che il concetto di elicottero su Marte è stato finanziato, pianificato, sviluppato e costruito e si sta dirigendo verso il Pianeta Rosso questa estate.

"Bob è l'inventore del nostro elicottero su Marte. Ha innovato il design e ha seguito quella visione fino alla sua realizzazione come ingegnere capo attraverso tutte le fasi della progettazione, sviluppo e test, " afferma la responsabile del progetto Aung. "Ogni volta che incontravamo un ostacolo tecnico, e incontravamo molti ostacoli, ci rivolgevamo sempre a Bob, che porta sempre con sé una serie inesauribile di potenziali soluzioni da considerare. Vieni a pensarci, Non credo di aver mai visto Bob sentirsi bloccato in nessun momento!"

Il tratto di casa verso Marte

Lo scopo principale della missione Mars 2020 è quello di consegnare il rover Perseverance, che non solo continuerà ad esplorare l'abitabilità passata del pianeta, ma in realtà cercherà segni di antica vita microbica. Memorizzerà anche campioni di roccia e suolo per il prelievo da una potenziale missione futura e aiuterà a spianare la strada alla futura esplorazione umana di Marte. Anche se l'elicottero incontra difficoltà, la missione di raccolta della scienza del rover Perseverance non sarà influenzata.

Balaram sottolinea che oltre ai consueti "sette minuti di terrore" vissuti dalla squadra sulla Terra durante un atterraggio su Marte, una volta che l'elicottero è su Marte e sta tentando di volare, "Questi sono i sette secondi di terrore ogni volta che decolliamo o atterriamo".

Balaram si preoccupa di tutto questo, anche un po? "C'è stata una crisi ogni singola settimana degli ultimi sei anni, "dice. "Ci sono abituato."

Balaram elimina qualsiasi stress che può sorgere attraverso lo zaino in spalla, escursioni e massaggi. C'è anche sua moglie molto solidale, Sabbioso, che porta un titolo all'interno della squadra e il suo acronimo:CMO, o Chief Morale Officer. Ha regolarmente sfornato torte, torte e altre prelibatezze per Balaram da condividere con i suoi colleghi per il sostentamento durante il lungo processo.

E ha elogi per i suoi compagni di squadra nel progetto Mars Helicopter, dicendo che le persone che ne sono attratte sono agili e veloci. "E' una grande squadra, determinato ad osare cose potenti:questa è la parte divertente, " Dice Balaram. La sua interpretazione delle cose audaci e potenti:"Le buone idee non muoiono, richiedono solo un po' di tempo".